酸度系数对矿渣棉理化性能的影响

 为了确定矿渣棉生产过程中调质高炉渣最佳酸度系数,实验室条件下通过四辊离心法制备不同酸度系数的矿渣棉,通过矿渣棉理化性能检测,研究了酸度系数对矿渣棉理化性能的影响规律。研究结果表明,随着酸度系数的增大,矿渣棉直径呈指数增长;矿渣棉主要呈玻璃体结构,随着酸度系数的增大,其析晶温度降低,成纤过程温度变宽;不同酸度系数矿渣棉在弱酸性条件下其微观形貌表面无明显变化,表面仍较光滑;在碱性条件下,其表面均出现腐蚀现象,较为粗糙,有明显的新生水化相出现。矿渣棉实际生产过程中,高炉渣酸度系数应控制在1.0～1.4较为适宜。     

调质熔渣制备矿渣棉及棉板的中试研究

作者开发了一套电弧炉熔渣调制试验平台,以调质高炉渣为原料,用离心成纤法制备矿渣棉及棉板的中试研究.对矿渣棉及棉板的性能进行了分析.结果表明:在此平台上制备出的矿渣棉具有光滑呈圆柱状的表面、直径与渣球含量均符合国标要求,其直径与渣球含量均随酸度系数的增大呈增大趋势;矿渣棉板各项性能均符合高炉渣纤维板的指标值.该项技术不仅解决了高炉熔渣显热利用途径,同时提高了高炉渣的高附加值,为钢铁企业高炉渣余热利用和资源化提供了重要示范.     

高炉熔渣制备矿渣棉调质剂的研究

针对高炉渣制备矿渣棉的调质过程,研究铁尾矿、碱度、MgO和Al2O3含量对高炉渣黏度和熔化性温度的影响规律。结果表明:铁尾矿能够使高炉渣由短渣特性向长渣特性转化,黏度变化更加平稳,但铁尾矿加入量超过20%后,熔渣黏度和熔化性温度增加,不利于熔渣直接制备矿渣棉;采用化学纯试剂对高炉渣进行调质时,碱度升高使得熔渣黏度向短渣特性进一步转化,熔化性温度升高,不利于熔渣流动性的提高;随着MgO含量增加,熔渣黏度和熔化性温度均呈现先降低后增加的趋势,MgO含量在8%~10%时,熔渣流动性较好;研究中Al2O3含量相对较小,Al2O3含量变化时,熔渣黏度和熔化性温度变化较小,对熔渣流动性影响较小。     

炼铁高炉矿渣酸度系数调节试验

为使高炉渣酸度系数满足生产矿棉的要求，分别采用石英砂和粉煤灰在实验室进行了调节矿渣酸度系数的试验，对比物料熔融温度、时间和熔融料的流动性，用石英砂和粉煤灰都可以调节熔融料的酸度系数，而要达到相同的酸度系数，使用石英砂，添加量更少，物料熔融温度更低，耗时更短，流动性更好，能耗更低。     

高炉熔渣调质制备高酸度系数矿物棉纤维的研究

研究高炉熔渣调质制备矿物棉纤维的电炉工艺,直接从高炉渣沟取高炉熔渣,加入石英砂调质并使用电炉补热熔化,离心后制备成绝热保温隔音防火的矿物棉纤维。纤维酸度系数为1.3、1.5和1.7,平均直径、渣球含量和含水率均满足国家标准要求。纤维为白色非晶态的棉状纤维,在水和碱中腐蚀程度低;在酸中腐蚀程度高,并有凝胶状物质附着在纤维表面。高炉熔渣调质制备矿物棉纤维的电炉工艺充分利用了高炉熔渣的显热,实现了高炉渣的高附加值利用,降低了矿物棉纤维的能耗,有助于促进了钢铁冶金行业的节能减排。     

钢渣的矿物组成及显微结构

对包钢不同粒级及磁选前后的钢渣样品镶嵌后,磨制成光片,在矿相显微镜下对包钢钢渣的矿物组成和显微结构进行了观察.结果表明:包钢钢渣的矿物组成复杂,主要由硅酸二钙、复合铁酸钙、RO相和少量残钢构成.包钢钢渣的显微结构不均匀,残钢对钢渣的铁品位影响较大.     

碱度对高炉熔渣制备矿渣棉调质剂性能的影响

针对高炉渣制备矿渣棉的调质过程,研究碱度对高炉渣黏度和熔化性温度的影响规律。根据矿渣棉的基本成分,在熔融高炉渣中添加适量调质剂调整其化学成分,并加热混匀。研究结果表明,采用化学纯试剂对高炉渣进行调质时,碱度升高使得熔渣黏度向短渣特性进一步转化,熔化性温度升高,不利于熔渣流动性的提高;碱度对调质高炉渣表面张力的影响不显著;制备矿渣棉适宜的碱度为1.0。     

旋风炉解毒不锈钢渣与熔渣调质制备矿渣棉的研究

在中国某火电厂进行旋风炉附烧解毒不锈钢渣与熔渣调质制备矿渣棉的试验研究,将预混合煤粉和不锈钢渣混合后吹入旋风炉,煤粉燃烧产生的煤灰与不锈钢渣形成液态熔渣,在高速旋转气流的作用下附着在旋风筒内壁上,通过排渣口下部的活动溜槽流入渣罐中,运输至电炉车间倒入电炉中调质,使用四辊离心机制备矿渣棉,系统研究了不锈钢渣解毒机制、电炉调质、离心成纤和矿渣棉性能。研究表明,不锈钢渣中的Cr(VI)在高温和还原气氛下在旋风炉内热解或还原为Cr(III),转化率超过99.96%;添加质量分数为40%不锈钢渣和0%石灰时,熔渣适宜成纤的温度范围为1 360～1 540℃,制备了酸度系数2.0、平均直径5.1μm、渣球质量分数5.2%的矿渣棉,Cr(VI)和TCr满足国标要求;矿渣棉性能指标达到岩棉水平,燃烧性能为A级不燃。     

酸度系数对熔渣析晶和纤维性能的影响

以高炉渣为原料,利用离心成纤工艺直接制备矿渣纤维。在相同的成纤温度下,检测高炉渣不同酸度系数的晶体含量及其矿渣纤维的直径、渣球含量以及含水率等性能,构建了酸度系数与晶体含量以及矿渣纤维性能的关系,总结了矿渣纤维质量优劣的影响因素。结果表明:晶体的种类主要为钙镁黄长石和钙铝黄长石,随着酸度系数增加,晶体含量逐渐减少,纤维物化性能也发生相应变化。其中,酸度系数抑制渣球含量的生成,晶体对纤维直径和含水率整体上呈现促进作用。综合分析,当酸度系数位于1.3附近时,能够确保熔渣成纤质量较优。     

高炉渣改性作为矿渣棉原料的试验

研究了不同酸度条件下,随着高炉熔渣中主要成分的变化,其黏度和表面张力对高炉渣作为矿渣棉原料的影响,并对其影响机制进行了探讨。结果表明,Al2O3和SiO2增加时,黏度增加,表面张力也随之加大,利于制取较长的矿渣棉纤维。     

精炼渣与高锰高铝钢液的相互作用

摘要：为了研究精炼渣与高锰高铝钢液相互作用规律,以CaO-5%SiO2-Al2O3-8%MgO精炼渣与Fe-15Mn-10Al-0.7C高锰高铝钢液在1600℃的渣金反应为研究对象,分别在渣金反应5、15、30、60和90min时取钢样和渣样,通过钢液和渣成分变化进行了渣金反应动力学计算。结果表明：整个渣金反应过程中,钢液中［Al］和渣中SiO2不断降低、渣中Al2O3不断增加;精炼渣与高锰高铝钢液反应前期限制性环节为［Al］在边界层的传质,反应后期渣成分发生改变、黏度升高以及渣中固相颗粒形成,使得SiO2在渣中的传质条件恶化,SiO2向反应界面的传质成为渣金反应的速率限制环节;精炼渣与高锰高铝钢反应分3个阶段：初期反应剧烈、中期渣金界面形成尖晶石层并阻碍渣金反应、后期反应趋于稳定。     

高炉熔渣直接调质改性制备矿棉纤维中试实践

 高炉熔渣从渣沟经分流后直接进入补热电炉中,同步加入硅质料等作为调质改性剂,并用补热电炉对调质改性后的熔渣进行熔化和补热,控制熔渣的出口温度为1 400～1 500 ℃,熔渣的黏度适宜,流动性好,满足制备矿棉纤维的要求。熔渣经高速离心法离心成纤后加工成集防火、绝热和吸音为一体的矿棉纤维产品,纤维的平均渣球质量分数4.7 %,纤维平均直径5.5 μm,含水率0.2%,均满足国家标准的要求,产品能耗和成本较传统的冲天炉工艺下降40%～60%。高炉熔渣直接调质改性制备矿棉纤维的新工艺解决了高炉熔渣高附加值直接利用的技术难题,为高炉熔渣资源化高附加值利用拓展了新的方向。     

Status and development of mineral wool made from molten blast furnace slag

This study describes the characteristics of mineral wool and its applications,and also introduces the traditional process of mineral wool made from molten blast furnace(BF) slag.Compared with high energy consumption of the traditional process,the production of mineral wool by using molten BF slag will be able to take full advantage of the sensible heat of molten slag,and also reduce production costs.However,there are also further issues to resolve such as how to obtain the required amount of molten BF slag and how to make it homogeneous.Based on the physical and chemical properties of the molten BF slag,the investigation into the relationship between temperature and viscosity under different acidity coefficients of the slag and silicon mixture was conducted.Combined with the crystallization and phase diagram of slag wool,its heat resistance,water resistance,durability and corrosion resistance were analyzed.Finally,trends of the technology development are proposed.     

钢渣改性制备高性能化工填料的研究与应用

摘要：钢渣是炼钢过程中产生的一种无机固体废弃物,其产量大、利用率低,目前主要用于水泥、混凝土等建筑材料领域,存在安定性不良、产品价值相对局限等问题。橡胶、涂料的制备过程中通常需要添加各种填料来降低生产成本和改善产品性能,常用的填料炭黑、硫酸钡等生产工艺复杂,资源消耗较大。钢渣中SiO2、CaO、MgO、FexOy等成分与多孔结构具有制备化工填料的潜在价值。研究表明,结合常温造孔与表面改性技术,采用磷酸溶液去除钢渣中f CaO协同硅烷偶联剂改性处理钢渣表面制备钢渣基橡胶填料,实现了在橡胶输送带覆盖胶中替代补强填料炭黑达到30%;在粒径、孔结构控制技术的基础上结合真空负压技术研制15~23μm钢渣基复合颜填料,其添加量为涂料总量的10%~25%,实现了颜填料阻燃 防锈 填充多功能一体化。钢渣改性制备高性能化工填料实现了钢铁企业“以废增效”和跨产业企业“以废降本”,具有广阔的发展前景。     

熔融改质含磷钢渣碳热还原回收有价元素试验

 针对含磷转炉渣中磷、铁及锰等有价资源回收及有价元素回收后钢渣资源化利用的问题,通过理论计算、电阻炉试验、感应炉试验等研究手段,系统分析了熔融改质后的含磷钢渣碳热还原回收有价元素的热力学条件和影响规律。研究结果表明,还原温度为1 723 K、碱度为1.0~2.0时,低碱度有利于渣中铁、磷资源的回收;当炉渣碱度为1.0时,Fe₂O₃、P₂O₅、MnO还原率分别可达到99.50%、84.47%和3.26%,渣中铁元素和磷元素收得率分别为99.50%和68.69%;当碱度为1.5时,渣中Fe₂O₃、P₂O₅还原率分别为90.45%和63.73%,与碱度为1.0时相比还原率降低;当碱度为2.0时,渣铁未实现完全分离,渣中Fe₂O₃还原率为71.43%。在感应炉内对熔融改质工业渣碳热还原试验中,在碱度为1.0时,温度为1 723 K条件下,渣中铁元素收得率可以达到99%以上,磷收得率为47.18%;通过热力学分析可以发现,FeO、P₂O₅与MnO相比更容易被碳还原,在试验过程发现,FeO及P₂O₅先还原,反应20 min后渣中MnO开始被还原,整个还原过程中渣中MnO含量略有降低;碳热还原后渣中FeO质量分数仅为0.07%,渣中P₂O₅质量分数为0.93%,MnO质量分数为2.83%;利用FactSage对比改质渣还原前后物相组成可知,还原后渣中含铁物相(Ca₃Fe₂Si₃O₁₂)物相能得到有效控制,磷酸钙质量分数明显减少,渣中橄榄石相大幅度增加,提高了钢渣的应用范围,这为含磷钢渣有价元素回收及资源化利用提供了研究基础。     

Technology status and development of mineral wool made of blast furnace slag

Under the trend of low-carbon economy,the technique of producing mineral wool insulation material from molten blast furnace slag are of great significance both to Insulation materials industry and metallurgical industry on the aspects of energy conservation and emissions reduction.This paper presents characteristics and use of mineral wool made of blast furnace slag,and also introduces mineral wool production process and key techniques.It also put forward a number of issues need to be addressed in the process.The inherent mechanism affecting the performance of the of mineral wool is analyzed.And it points out the target and future direction of R & D in Baoshan Iron and Steel in mineral wool technology field.     

钢包耐火材料与钢液反应的研究现状

随着国家工业的快速发展,对高品质钢的需求增大,侵蚀的耐火材料作为钢中外来夹杂物的主要来源受到广泛关注.基于此,阐述了耐火材料与钢液的反应机制、不同耐火材料与钢液的相互作用以及对钢液质量造成的影响.耐火材料会向钢中溶解并与钢中成分发生反应,之后形成界面层,当界面层是高熔点物质时,会阻碍耐火材料的溶解扩散,当界面层是低熔点...     

DC06 IF钢精炼渣成分优化及钢 渣中氧的控制

摘要：无间隙原子钢（IF钢）对含铝夹杂物要求极为严格。为冶炼洁净IF钢,采用热力学软件FactSage 7.0对IF钢精炼渣系做了优化计算,并采取6组工业实验做验证,根据结果提出改进措施。实验中采取氧传感器、碳硫分析仪及ICP AES对钢和渣成分进行检测,并通过ASPEX自动扫描电子显微镜检测钢中夹杂物成分与数量。热力学计算及实验研究发现,转炉脱碳结束时钢液中碳质量分数宜控制在0.04%,转炉渣中FeO质量分数控制在149%以内,降低钢中［O］质量分数到470×10-6。精炼时控制补吹氧炉次比在64%以下,补吹量在17m3内,精炼渣中SiO2、MgO及TFe质量分数分别控制在6%~8%、6%和5%~10%,钙铝比控制在1.4~1.6时,钢中［O］质量分数可控制在10×10-6,且该精炼渣系对Al2O3有较好的吸附性。在确保精炼脱氧的同时,降低钢液二次氧化,达到IF钢洁净冶炼目的。     

螯合处理对钢渣体积安定性的改善

摘要：钢渣中存在的游离氧化钙(f-CaO)会与水反应生成氢氧化钙（Ca2(OH)2）,造成体积膨胀,使得钢渣的利用变得困难。通过配制草酸与柠檬酸钠螯合剂消除游离氧化钙。探讨钢渣水化规律和吸水率,确定最佳螯合时间和螯合浓度。利用XRD、TG、SEM分析钢渣矿物成分、游离氧化钙含量及微观形貌变化;对比处理前后钢渣膨胀率、黏附性和压碎值等物理指标。结果表明：草酸和柠檬酸钠螯合剂最佳螯合时间分别为84、108h,最佳螯合浓度分别为0.4、0.2mol/L,均对钢渣膨胀性有所抑制,尤其是草酸螯合剂,游离氧化钙消除率达到52%,钢渣膨胀率下降51%。螯合处理后钢渣断面部分物质发生水化反应,表面分别形成大量草酸钙(CaC2O4)和柠檬酸钙(C12H10Ca3O14)络合物,发生沉淀转化,改善了钢渣集料的物理特性。